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现代战争已成为体系之间的对抗,作战体系评估是加强作战体系建设的重要途径。讨论了作战体系评估的内涵和当前面临的挑战,分析了传统方法在作战体系评估中的应用和局限性,对新兴的复杂网络、兵棋推演、深度学习等评估方法进行研究和分析,提出了关于作战体系评估方法研究的思考。
作为一种高效、智能的知识组织手段,知识图谱可以帮助用户快速、准确地获取自身关注的信息,近年来得到飞速发展。知识图谱与深度学习、大数据等技术已成为推动人工智能发展的核心力量。从知识图谱的基本概念出发,系统地分析了知识图谱的架构和构建方法;之后,围绕知识图谱的全生命周期技术,从知识建模、获取、融合、加工、存储、推理和典型应用等几个层面阐述了知识图谱构建过程中所使用的关键技术在国内外的研究进展;然后,阐述了知识图谱在智能语义搜索、知识问答系统以及公安、医疗、工业生产等垂直行业中的落地应用;最后,探讨了知识图谱的发展趋势和目前存在的诸多挑战。
为解决武器装备领域数据来源分散、数据间缺乏良好关联、表示形式不一致、存在大量冗余等问题,提出了一种基于本体的知识图谱构建方法,以利用知识图谱实现主战武器装备知识的有效管理和智能信息搜索,进一步挖掘武器装备数据的潜在价值。本方法首先基于领域知识构建领域本体,而后对收集到的大量原始数据进行抽取,对其中的冗余数据进行融合,并采用三元组形式对得到的实体、关系、属性等数据进行表示,最后构建到知识图谱中。构建好的知识图谱可为原始数据的抽取、融合提供指导,形成知识图谱优化完善的良性循环。
随着消费级无人机市场的快速增长,以四旋翼无人机为代表的“低慢小”目标“黑飞”带来的低空安全威胁越来越大,不同于国内外现有的防御系统,提出了一种以物理拦截为主要反制手段的“低慢小”目标防御系统,对系统组成、关键过程进行了分析,并给出了仿真计算结果,该系统的构建对于指导新型无人机防控系统的设计具有一定的参考意义。
针对装备数据的分析应用需求,尝试运用Apriori算法对装备数据进行关联规则分析。介绍了Apriori算法的原理和实现过程,根据数据挖掘的流程建立装备数据的关联规则分析模型,并结合应用案例进行实例仿真,获取了装备运用中影响因素与效能之间有价值的关联性,证实所提出的方法是有效可行的。
为满足航天指挥员军事需求,定制生成其关注的态势产品,提高决策时效性,针对航天任务态势融合环节中的态势要素提取问题,首先研究分析了态势要素提取原则和航天任务与态势要素之间的关系;其次,根据不同航天任务存在共同关注的态势要素集合,在要素提取过程中引入模块概念,根据要素之间的联系,构建了围绕不同功能主题的态势模块,确定任务内态势模块之间的层次结构;最后,基于概念格的方法提出对航天任务态势要素进行提取策略,并结合航天应急发射实例验证该方法的有效性。
为了解海洋环境对激光制导炸弹的影响,从激光制导炸弹半主动制导体制及其工作原理出发,分析了海洋环境中目标特性、背景环境中的海面反射/散射、海情、海浪,以及气候环境中的风速及影响能见度的因素,得出上述因素对激光传输与接收、目标搜索与识别、炸弹的作用距离和命中精度均有一定程度的影响。针对上述影响及比对海陆环境差异性,对影响较大的几种激光导引头性能指标,包括作用距离、盲距、抗太阳夹角、抗目标丢失能力等提出适海性试验测试需求,为正确指导激光制导炸弹海洋作战提供理论依据。
为提高弹丸脱靶量预测的精度,建立了基于自适应新息卡尔曼滤波算法的弹丸脱靶量递推预测模型。首先,利用各误差源特性建立误差源模型,结合其特性叠加生成合理的脱靶量序列,并建立自适应新息卡尔曼滤波的状态方程。然后,利用新息序列计算系统噪声矩阵和量测噪声协方差矩阵,构建自适应新息卡尔曼滤波预测模型。最后,将改进后的预测结果与传统卡尔曼滤波预测对比分析。Matlab仿真结果表明:卡尔曼滤波的性能和估计准确性依赖于系统模型和噪声统计特性,改进后的新息卡尔曼滤波模型的预测结果更加精确。同时,在随机脱靶量序列中,该算法具有普适性。
为高效地评估复杂作战网络中各军事目标的目标价值,以支撑信息化战争条件下快速决策、迅速打击的作战形式,提出基于复杂网络理论的军事目标价值评估方法。该方法利用复杂网络理论,对作战目标体系进行网络拓扑化处理,在充分考虑节点对边的重要性影响与军事目标特性的基础上,引入节点对边的支撑值,利用灰色关联的思想量化目标特性值,并结合节点度值、节点介数和边介数这三类静态特征量,利用熵值法构建了算法模型,对作战网络中各军事目标的价值进行评估,并结合实例进行了分析。结果表明:基于复杂网络理论的熵值法军事目标价值评估模型能够适用于一般的军事目标体系,可为决策者制定作战方案提供数据支撑和一定参考。
联合作战下,火箭弹对陆上作战力量威胁巨大,防空兵对抗击火箭弹能力需求迫切。通过分析火箭弹的弹道特性、速度特性、雷达散射特性、雷达跟踪稳定性等,提出野战防空侦察雷达探测跟踪火箭弹的威力范围、分辨力、测量精度、情报数据率、跟踪目标容量等主要战术能力需求,为拦截抗击火箭弹提供技术支撑。
当前部队进行弹药作战消耗预测主要采用经验估算和数学公式推算等传统方法,预测结果的可信度难以保证,造成作战和保障衔接不紧密、筹划不精准。为了实现对合成部队弹药作战消耗的精确预测,构建了基于自适应深度神经网络的弹药作战消耗组合预测模型,选取和量化处理了国内外典型战例、演习训练以及仿真实验等活动中与弹药作战消耗相关的数据,并利用多项评估指标对模型进行训练、测试,通过与BP、Elman等神经网络进行结果准确性比对分析,证明了该模型用于预测多种类型弹药作战消耗量的可靠性和准确性。
装甲装备在役考核数据类型复杂并且体量大,传统的评估方法难以有效挖掘数据隐藏的信息。通过分析装甲装备在役考核内容及原则,分析深度学习优势,研究深度置信网络模型,提出基于深度置信网络的装甲装备在役考核模型,并以装甲装备服役经济性为例,使用样本数据对模型进行训练和验证,实例表明能够实现装甲装备在役考核的客观评估。
为了检验评估合成旅装备保障能力,通过查阅文献资料、部队调研,基于“任务-能力”映射的方法,构建了合成旅装备保障能力评估指标体系,并通过层次分析法确定评估指标权重,采用模糊综合评判法计算评估结果,最终为开展合成旅装备保障能力考核评估提供借鉴参考。
模拟训练是舰艇作战系统的一项重要功能。提出舰艇作战系统模拟训练一体化设计,把作战系统模拟训练软件部署到舰艇作战系统的全舰计算环境中。分析了舰艇作战系统模拟训练的功能需求,设计了作战系统模拟训练软件的体系结构、部署方式、接口通信和流程方式,设计了作战系统模拟训练软件的仿真模型体系结构,并给出了应用实例,验证了设计方案的可行性。设计方案能够适用于各种类型舰艇作战系统模拟训练功能的研制,具有较强的可操作性。
仿真节点间的周期差异和数据传输延迟必将造成碰撞检测和碰撞响应的不匹配,导致虚拟场景中实体间的穿透现象,带来不真实的虚拟体验。为此,对分布仿真环境下碰撞检测及其响应的一致性问题开展研究。提出一种基于运动锁的仿真对象状态更新方式,将实体动力学仿真和碰撞检测分离,将仿真对象分为仿真实体和检测实体两部分,检测实体接受动力学仿真结果,当检测到碰撞发生时,则对仿真实体的状态进行锁定,通过循环反馈修正,直到可视化仿真单元中状态更新后的检测实体不再发生碰撞为止,仿真实体状态解锁,仿真实体与检测实体状态重合,可有效避免检测与响应不同步造成的穿越问题。
针对某小口径高射速火炮后坐力与无人战车不匹配的问题,采用了截短型身管,并设计了相应的炮口制退器结构。经炮口制退器优化后显示,挡板与y轴夹角为15°的炮口制退器性能最优。为研究此炮口制退器在射击时产生的超压与噪声对射手的影响,使用计算流体力学软件Fluent对炮口制退器周围区域进行了超压与噪声的数值模拟。仿真结果表明,随着接收点与炮口的距离变远,接收点的超压与噪声强度也在不断减小,在炮口制退器周围1m的区域范围内,射手应佩戴相应的防护用具。仿真结果有助于研究炮口冲击波特征,并为炮口附近射手的安全防护提供了参考。
针对多UUV系统静态任务规划过程中,任务分配与航路规划相对独立造成的总体方案次优性问题,将非支配排序遗传算法(Non-dominated Sorting Genetic Algorithm Ⅱ, NSGA-Ⅱ)与动态规划算法相结合,提出一种混合优化算法。将NSGA-Ⅱ作为总体优化框架,为各UUV分配任务子集;将动态规划算法用于各UUV的任务子集,基于最短路径准则优化得到各UUV的任务序列;根据任务序列进行任务分配方案的评估与优选。基于典型想定进行仿真实验,结果表明,通过将动态规划算法嵌入NSGA-Ⅱ优化框架,在任务分配过程中显式地考虑任务执行顺序对方案性能的影响,能够提升寻优方案的质量,加快NSGA-Ⅱ寻优过程的收敛。
现代陆军战场的上空,陆航直升机由于其空中飞行活动的多样性以及与空中地面火力的多重交联,是各类涉空用户中最为复杂的空域协调对象。借鉴欧美陆军的空域管控措施,综合陆航部队的作战使命需求、空中作战职能、武器性能等多个设计维度,提出了陆航直升机的空域协调方法。主要分通用空域协调方法和专用空域协调方法两个方面进行介绍,包括空域范围的划分、空域数字化、用空计划推进、空域冲突与消解。同时,划设出满足作战任务要求、符合直升机飞行特性的空域协调方法,保证陆航直升机能够安全、灵活地使用有限空域,避免冲突和误伤。
针对单矢量水听器多维参数估计问题,提出一种基于稀疏分解理论的频率-方位角-俯仰角联合估计方法。根据时空变换技术(TST),将单矢量水听器接收到的各通道数据按照时域采样点进行堆叠,从而转化为空域快拍数据,建立单矢量水听器的时空接收数据模型。参照单矢量水听器的时空接收数据模型,构造相同形式的过完备原子库,从而基于稀疏分解理论实现对目标信号的频率、方位角和俯仰角的联合估计。数值仿真结果表明,与传统方法相比,该方法具有良好的估计性能。
为了提高末制导炮弹对海上超视距机动目标的打击能力,需要对目标的转弯机动行为进行快速识别。对此基于无人机连续观测舰船获取的图像信息,通过投影转换的方法把观测图像中的舰船像素宽度转换为舰船垂直投影到海面上的观测宽度,并以该观测宽度计算舰船的横摇角度。在此基础上提出了基于舰船横摇变化快速判断舰船转弯机动状态的方法,该方法可用于预测转弯率,辅助选择火控目标转弯机动模型,对海上机动目标的转弯机动未来点做出精确预测,但主要研究快速判断目标转弯机动的方法,不涉及对目标转弯率初值预测和滤波的研究。
根据使用需求从系统设计的角度构建了一种适用于航空兵战术任务规划系统的二三维一体化显示架构,从数据绘制原理和地图联动两方面对二三维一体化显示技术实现进行了分析。依据系统的功能特点,提出了矩形区域跳转法、比例尺跳转法和透视投影跳转法三种一体化显示算法及其特点和适用范围,以消息驱动的形式实现二维平面地图和三维地球在交互过程中视图的同步变换。
事件提取可以帮助用户从海量、无序的非结构化信息中快速、准确地获取感兴趣的事件,在自然语言处理领域有广泛应用。在梳理事件的概念、知识表示以及事件提取发展历程的基础上,对元事件和主题事件的提取方法分别进行了归纳和分析,并总结了事件提取方法在军事上的研究现状,探讨了其在军事领域未来的应用趋势。
多功能相控阵雷达具备多个子阵,可以通过子阵级的孔径动态重构方法来实现多任务并行调度。针对子阵级多功能相控阵雷达,开展多任务并行调度技术研究,提出了一种基于启发式算法的二维孔径动态重构方法;在此基础上,研究了时间资源和二维孔径资源联合管理方法,分别提出了混合多任务并行EDF(Earliest Deadline First)算法和混合遗传算法,并对两种方法进行仿真验证,从任务执行时间偏移惩罚值和任务调度成功率两个指标对两种方法进行对比分析。
为实现装备自动匹配,尽可能高效利用装备资源,发挥整体作战效能,提出并分析了装备组合运用问题。探讨了深度强化学习的原理,建立了基于深度强化学习的装备组合运用方法的概念、模型、框架。以飞机反舰突防案例进行实验,验证了基于深度强化学习的装备组合运用方法的可行性,表明该方法能够有效解决装备运用领域的“组合爆炸”问题,可为装备指挥和决策部门制定装备运用方案提供理论和技术支持。
